SPR污水處理技術(shù)

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簡(jiǎn)介： SPR污水處理技術(shù)是美國(guó)新發(fā)明的一種工藝，采用特殊的化學(xué)－物理工藝方法和水力學(xué)原理，組成高效率、快速度的處理氨氮、有機(jī)污染物濃度高、懸浮雜質(zhì)含量多的工業(yè)污水和城市污水的處理系統(tǒng)，經(jīng)處理的出水回用于城市綠化、澆灌草地樹木或作為工業(yè)用水。全套系統(tǒng)占地面積極少，運(yùn)行費(fèi)用低，耗電少，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
關(guān)鍵字：污水處理 回用 特點(diǎn)

一、SPR污水處理原理

首先采用化學(xué)方法使溶解狀態(tài)的污染物從真溶液狀態(tài)下析出，形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒；選用高效而又經(jīng)濟(jì)的吸附劑將有機(jī)污染物、色度等從污水中分離出來(lái)；然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實(shí)的絮體；再依靠旋流和過(guò)濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理，在自行設(shè)計(jì)的SPR高濁度污水凈化器內(nèi)使絮體與水快速分離；清水經(jīng)過(guò)罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層過(guò)濾之后，達(dá)到三級(jí)處理的水準(zhǔn)，出水實(shí)現(xiàn)回用；污泥則在濃縮室內(nèi)高度濃縮，定期靠壓力排出，由于污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入機(jī)械脫水裝置，經(jīng)脫水之后的污泥餅亦可以用來(lái)制造人行道地磚，免除了二次污染。其污水凈化與回用系統(tǒng)工藝流程圖（如圖1）

污水凈化與回用系統(tǒng)流工藝程圖（如圖1）

二、SPR污水處理技術(shù)特點(diǎn) ：

1 .城市生活污水和處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應(yīng)管 和瓷球反應(yīng)罐的組合作用下完成的 ，為取得最佳混凝凈化效果和節(jié)省藥劑創(chuàng)造了條件 。與過(guò)去常規(guī)的一級(jí)處理和二級(jí)處理之水工結(jié)構(gòu)不同 。

2.采用五種以上污水處理藥劑及其最佳配方組合使用 ，使污水中溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ，成為有固相界面的微小顆粒 （它包含有污水三級(jí)處理的作用）,靠混凝的物理化學(xué)吸附作用將懸浮物及各類雜質(zhì)凝聚成大而且密實(shí)的絮團(tuán)以便去除。還選用了一種吸附效果很好的吸附劑,以吸附有機(jī)污染物和色度 。在靠消毒劑在30分鐘的流程內(nèi)殺滅細(xì)菌和大腸桿菌 。這樣發(fā)揮各藥劑的單獨(dú)作用和它們之間的交聯(lián)作用的用藥方式是與常規(guī)的物理化學(xué)法不相同的 。

3 .依照模擬試驗(yàn)得出的配方 ，借助大氣壓力和流量計(jì) ，十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑 ，防止加藥過(guò)量浪費(fèi)藥劑且降低動(dòng)力消耗。

4 .SPR污水凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全按照混凝機(jī)理精確設(shè)計(jì)的 ，形成的渦旋流動(dòng)和各部位恰當(dāng)?shù)乃魉俣?，使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數(shù) ，并且有凝聚吸附所需的最佳流速環(huán)境 。從而在極小的容積內(nèi)獲得了極充分的凝聚效果 。

SPR污水凈化器水力學(xué)結(jié)構(gòu)如下圖所示：（圖2）

SPR污水凈化器水力學(xué)結(jié)構(gòu)圖2

5 .利用在罐體中上部形成的一個(gè)有幾十厘米厚的 、十分致密的懸浮泥層 ,將所有經(jīng)過(guò)混凝的出水通過(guò)此懸浮泥層的過(guò)濾 ，水才升流到罐體上部的清水區(qū) 。比以往的水處理工藝減少了膜過(guò)濾 、微孔過(guò)濾 、或活性炭過(guò)濾等裝置如及它過(guò)濾水頭阻力。如下圖3

圖3

6 .選用的絮凝劑 ，同時(shí)也是良好的污泥助濾劑 ，使排出的污泥漿 ，其脫水性能良好 ，可以不另外添加助濾劑 ，就直接泵入壓濾機(jī)脫水 。泥餅可以制成人行道地磚再利用 ，不會(huì)帶來(lái)二次污染的問(wèn)題 。減少了傳統(tǒng)的生化法產(chǎn)生的污泥含水率高、脫水性能很差的弱點(diǎn)。如下圖4

圖4

7 .污水凈化器應(yīng)用廣泛,尤其適用于當(dāng)今最難處理的紡織印染污水、再生紙?jiān)旒埼鬯?、?dòng)物屠宰場(chǎng)污水、陶瓷廠瓷泥污水、煤礦礦井污水等含有大量有機(jī)污染物和氨氮的去除，污水的凈化后回用,實(shí)現(xiàn)工業(yè)用水閉路循環(huán)，既解決環(huán)境污染問(wèn)題，又節(jié)省大量水資源，從而大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。 各地權(quán)威檢測(cè)部門測(cè)試了污水凈化器進(jìn)水和出水的有關(guān)數(shù)據(jù) 。凈水工藝流程只需30分鐘,出水指標(biāo)如下 ：

a.氨氮去除率可以達(dá)到85％ b.總氮去除率可達(dá)95％

c.有機(jī)氮去除率可達(dá)96％ d.BOD去除率可達(dá)95％

e.懸浮物的去除率則高達(dá)98.3% ~ 99.6% f.脫色效率達(dá)98％以上

g.,處理后出水CODcr<100mg/l，SS<3mg/l（濁度<3度）升）以下

8.系統(tǒng)中投放殺菌消毒藥劑，用氯消毒（無(wú)需另外增加加壓設(shè)備）且起到除氨的作用 ，提高污水處理系統(tǒng)去除氨氮的效率 。

9 .出水氨氮含量還未達(dá)到要求（如某些發(fā)達(dá)國(guó)家或發(fā)達(dá)地區(qū)將排水標(biāo)準(zhǔn)定為含氨氮1毫克 / 升以下） ，可以在后續(xù)再串聯(lián)設(shè)置一級(jí)離子交換裝置 ，靠斜發(fā)沸石離子交換柱最終達(dá)到除氨氮的目標(biāo) 。
早在七十年代 ，美國(guó)Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學(xué)法處理城市生活污水的 ，其工藝流程是：化學(xué)混凝----沉淀----過(guò)濾和活性炭吸附----斜發(fā)沸石離子交換 。其最后出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為：氨氮1 毫克 / 升 ，BOD 10毫克 / 升 ，磷 1毫克 / 升，懸浮物 10毫克 / 升 ，pH 8.5 。

10 .處理后的出水回用,取代自來(lái)水作為城市綠化用水 ，將大大節(jié)省城市的淡水資源 ，減輕城市市政部門的供水壓力 ，對(duì)城市的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展定會(huì)產(chǎn)生十分巨大的效益 。

11 .這種純粹的物理化學(xué)法污水處理系統(tǒng) ，受天氣 、環(huán)境 及人為因素的影響少。

三、SPR的應(yīng)用

例如:中國(guó)大港油田居民生活污水凈化及再生回用系統(tǒng)工程

1．1 生活污水處理廠的SPR工藝流程新模式 ：如下圖5

1．2 SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝布置圖6

SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝布置圖6

1．3 SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝平面布置圖7

SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝平面布置圖7

2.大港油田居民生活污水水質(zhì)、處理后出水水質(zhì)要求及處理水量

大港油田生活污水主要來(lái)自幾個(gè)生活小區(qū)，其中也有部分商業(yè)排放水。這個(gè)污水處理廠服務(wù)人口約14萬(wàn)人。

根據(jù)油田缺乏淡水資源和防治水污染的要求，將油田居民生活污水經(jīng)過(guò)凈化處理后，再生的出水用作城鎮(zhèn)綠化、工業(yè)用水和其他洗車、沖洗廁所等市政用水，既可以防止城鎮(zhèn)污水對(duì)水環(huán)境的污染，又能大大節(jié)省當(dāng)?shù)氐牡Y源，而且為油田的工業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的第二淡水水源。

油田居民區(qū)城鎮(zhèn)生活污水總量為6000立方米/天。

城鎮(zhèn)綠化灌溉需用水量為5000立方米/天。

油田工業(yè)用水需用水量為340立方米/天。

3．經(jīng)SPR系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)

a.CODcr < 50 毫克/升   

b. BOD5 < 20, SS < 3毫克/升 

c. 氨氮 < 10 毫克/升

d.大腸桿菌群 < 3 個(gè)/升，余氯 >0.3 毫克/升

e.pH 6~9

4．污水處理工藝過(guò)程

生活污水經(jīng)過(guò)已有的化糞池沉降調(diào)節(jié)后進(jìn)入城鎮(zhèn)下水道，集中流入污水處理廠，首先經(jīng)過(guò)篩分去除大塊雜物，然后交替進(jìn)入調(diào)節(jié)池A或B，向調(diào)節(jié)池內(nèi)投加去除有機(jī)污染物的藥劑，靠攪拌完成調(diào)勻和初級(jí)反應(yīng)過(guò)程，并防止在調(diào)節(jié)池引起沉淀（每個(gè)調(diào)節(jié)池容量為2小時(shí)流量：300立方米），靠污水泵將已經(jīng)調(diào)節(jié)好的污水吸入管道，同時(shí)靠污水泵吸入端的負(fù)壓按照設(shè)計(jì)的藥劑配方吸入污水處理藥劑（包括混凝藥劑、殺菌消毒藥劑、污泥脫水助劑等），經(jīng)管道混合后直接從SPR污水凈化器底部進(jìn)入罐體，在SPR凈化器罐體內(nèi)完成混凝、精細(xì)過(guò)濾和污泥濃縮全過(guò)程，凈化后出水經(jīng)頂部出口管道流出進(jìn)入清水儲(chǔ)存池，靠清水泵將再生水送給用戶（工業(yè)用水或灌溉用水），定時(shí)間靠清水泵的壓力將濃縮后的污泥漿從SPR凈水器的污泥濃縮室壓出（污泥漿的含水率<98%），并送入重力式污泥濃縮罐再次濃縮（再次濃縮后的污泥漿含水率<95%），靠泥漿泵將污泥濃縮罐再次濃縮后的濃泥漿直接送入污泥脫水機(jī)實(shí)施脫水，脫水后的泥餅由汽車運(yùn)走用以填埋。每運(yùn)行4～6小時(shí)左右實(shí)施一次罐體反沖洗操作，反沖洗時(shí)間為3～5分鐘。每運(yùn)行6～8小時(shí)左右污泥濃縮室存滿后實(shí)施一次壓力排泥操作，排泥時(shí)間10～20分鐘。罐體反沖洗污水和污泥脫水過(guò)程產(chǎn)生的污水都流回污水調(diào)節(jié)池進(jìn)入下一個(gè)凈化處理過(guò)程。

整個(gè)污水凈化過(guò)程只有一臺(tái)污水泵作為吸取污水、添加藥劑、混合、混凝、過(guò)濾和送出清水的動(dòng)力源，凈化污水的電力消耗為0.125度/1立方米污水。

處理污水的藥劑消耗費(fèi)用為0.6～0.8元人民幣/立方米。（根據(jù)實(shí)際污水工藝模擬試驗(yàn)結(jié)果，將最后確定污水處理藥劑配方。）

污水凈化系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，由6臺(tái)SPR-50型污水凈化器系統(tǒng)并聯(lián)組成系統(tǒng)，每臺(tái)產(chǎn)水率為50立方米/小時(shí)，每天按20小時(shí)運(yùn)行計(jì)算，日處理水量為1000立方米/臺(tái)，預(yù)留出充分的反沖洗、排泥等輔助操作和維護(hù)時(shí)間。全系統(tǒng)日處理污水量為6000立方米。

5．系統(tǒng)主要設(shè)備

(1).雜物篩分機(jī) (2).污水調(diào)節(jié)池 (3).污水池攪拌機(jī)（機(jī)械攪拌式或水力攪拌式）

(4).污水泵 (5).SPR－50型污水凈化器 (6).污泥濃縮罐

(7).泥漿泵（與污泥壓濾機(jī)配套）

(8).自動(dòng)廂式（板框）壓濾機(jī)

(10).藥劑儲(chǔ)存桶及加藥流量計(jì)系統(tǒng)（含支承平臺(tái)構(gòu)架）（非標(biāo)制作）

(11).藥劑溶解配制裝置系統(tǒng)（含支承平臺(tái)構(gòu)架）（非標(biāo)制作）

(12). 沖氧噴射清水泵

實(shí)例照片

日處理污水4000立方米的系統(tǒng)照片

如照片所示為產(chǎn)水率50立方米/小時(shí).臺(tái)的污水凈化器

及日處理污水2000立方米的系統(tǒng)。

四、結(jié)論

SPR污水處理新工藝，有效的解決工業(yè)和城市排放的高濃度污水及污水中懸浮物質(zhì)和去除氨氮含量。處理過(guò)污水的水質(zhì)比以往處理的水質(zhì)高，可以利用這些水作為城市和工業(yè)及澆灌草地樹木的用水，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染和節(jié)省淡水資源，這樣就可以解決一部分淡水資源缺乏的地區(qū)。廣泛的應(yīng)用這種技術(shù)，對(duì)社會(huì)帶來(lái)十分巨大的效益。

五、參考文獻(xiàn)：

1.美國(guó) SPR 污水處理技術(shù)

2. SPR高濁度污水處理技術(shù)

3. SPR污水處理技術(shù)以經(jīng)濟(jì)高效的物化法實(shí)現(xiàn)城市污水的再生和回用

4. 中國(guó)大港油田居民生活污水凈化及再生回用系統(tǒng)工程

5. 給水排水雜志月刊第29卷 第三期(2003年3月10日出版)